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DNA 是否能够成为未来的数据储存方式？- 里昂·贝尔-麦克吉尼斯

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    “科学与生活无法且不应分割。”
    ——罗莎琳·富兰克林
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    假如有一天，灾难使得
    人类文明倒退回了石器时代。
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    我们的知识和历史能否得以保存？
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    印刷的纸张会分解。
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    电脑硬盘的存储会退化。
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    甚至连石头最终也会碎裂。
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    但是也许我们体内有些东西
    能超越这些物理的极限：
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    脱氧核糖核酸 (DNA)。
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    DNA 已经存储了我们的生物信息。
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    从眼球颜色到肤色，
    它通过编码构造了我们整个身体。
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    DNA 是由四种碱基组成的：
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    腺嘌呤 (A)、
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    鸟嘌呤 (G)、
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    胞嘧啶 (C)、
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    以及胸腺嘧啶 (T)，
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    或简略地用A、G、C和T表示。
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    这些碱基每三个为一组
    形成的序列，称为密码子。
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    这些密码子会指引细胞
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    以形成体内各种蛋白质。
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    但是这种编码也可做他用，
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    比如编写秘密信息。
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    1999 年，纽约科学家
    创建了一个字母表，
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    这个字母表包含了
    64 种可能的 DNA 密码子，
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    每个密码子都代表
    一个特定字母、数字或语法符号。
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    他们根据这个字母表，
    将一段 22 个字符的信息
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    转译成一段长的 DNA 链，
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    并且在周围加上特定的基因标记。
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    他们将这段 DNA 隐藏
    在一封打印信件的一个句号上，
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    仅仅使用了一个小污渍
    来提示这段信息的位置，
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    并将这封信件寄回自己。
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    再次收到信件，
    他们检查了这封信件来寻找那段 DNA 链。
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    他们找到了 DNA 链，
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    也找到了基因标记。
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    而后，他们将这段 DNA 排序
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    并且成功地破译了这段信息。
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    很快，科学家发现 DNA 编码
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    不仅限于编译简单的文本：
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    通过将二进制的 1 和 0
    翻译成 DNA 密码子，
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    我们可以将数码信息
    编译进人工合成的 DNA，
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    然后再将它们解码到原来的形式。
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    2012 年，英国科学家将
    739KB 的电脑文件
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    编译入 DNA 链，
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    其中包括
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    莎士比亚所有的十四行诗 (154 首)
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    以及一段节选
    摘自马丁·路德·金“我有一个梦想”的演讲。
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    四年之后，来自微软和华盛顿大学的研究者
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    打破了这项纪录。
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    他们将 200MB
    由二进制编码译制的数据：
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    包括“世界人权宣言”
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    和一部高清的OK Go乐团的音乐录像，
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    全部编入了 DNA 序列中。
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    随着存储空间的增大，
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    DNA 因其特点
    “极小存储空间，惊人信息存量”
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    而越发受到关注。
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    现今 DNA 存储空间的极限，理论上
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    可以达到将 1 亿部高清电影
    存储到一块橡皮大小的空间。
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    甚至可以想象有一天，
    我们能将所有
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    当今网络上的信息，
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    存入一个鞋盒大小的空间中。
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    而且，那些存储
    在电脑，磁带和光碟中的信息
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    在降解且变得不可靠之前，
    最多仅仅能维持几十年。
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    与此同时，
    DNA 的半衰期高达 500 年，
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    这意味着 DNA 要经过 500 年，
    其中一半的连接才会断裂。
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    而如果保存在冰冷和阴暗的环境中，
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    DNA 有可能维持几十万年。
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    如果这还不够持久，
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    科学家们还进行了
    人工合成 DNA 的自动复制实验。
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    他们合成了自己的 DNA 链，
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    包含了儿童歌曲
    “这是一个小小的世界”的歌词信息，
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    并且将这段 DNA 链
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    放入了一个昵称为柯南细菌的
    微生物的基因中。
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    柯南细菌是一种能够在真空，
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    或在无水环境中生存六年；
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    或暴露在高于致命辐射剂量
    1000 倍的环境中，
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    仍能毫发无损的物种。
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    根据这个实验结果，
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    这个细菌能至少复制 100 代
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    而无任何数据丢失。
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    理论上来说，
    如果生物体留有多余的拷贝信息，
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    这些信息能被主动用来
    进行自我修复错误，
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    而这段信息
    也因此能被保存更长时间。
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    所以有一天，
    你也许能在自己的后院“种”一个
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    鲜活的，发展的知识库。
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    它的种子可能将携带你的家族史，
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    世界政治动荡的详解，
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    或是深入丛林，横跨大陆的
    人类全部知识，
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    甚至触及宇宙深处。
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    尽管有一天我们会消失，
    但或许我们的知识遗产将得以传承，
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    若任何人有意探寻。
Title:
DNA 是否能够成为未来的数据储存方式？- 里昂·贝尔-麦克吉尼斯
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观看完整课程：https://ed.ted.com/lessons/is-dna-the-future-of-data-storage-leo-bear-mcguinness

在核武器爆炸的情况下，每个电子和手写的信息都会丢失。幸运的是，仍有一种物质可以来保存所有的人类历史并且在文明结束之后，仍能被安全地保存下来。里昂·贝尔-麦克吉尼斯解释道，这种关键物质就在我们所有人的体内：我们的 DNA。

课程讲解：里昂·贝尔-麦克吉尼斯，动画制作：TED-Ed。

非常感谢以下人士的支持！没有你们的帮助，我们将无法完成这段视频。
Sdiep Sriram, Hachik Masis Bagdatyan, Matteo De Micheli, Alex Schenkman, Kostadin Mandulov, Miami Beach Family, David & Pamela Fialkoff, Ruth Fang, Mayra Urbano, Brittiny Elman, Tan YH, Vivian James, Ryohky Araya, Mayank Kaul, Steven LaVoy, Adil Abdulla, Megan Whiteleather, Mircea Oprea, Jen, Paul Coupe.
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Video Language:
English
Team:
closed TED
Project:
TED-Ed
Duration:
05:30

Chinese, Simplified subtitles

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